Способ получения основы низкозастывающего синтетического моторного масла

 

Сущность изобретения: бензол подвергают алкилированию альфа-олефинами фракции C₈-C₁₀ при повышенной температуре в присутствии катализаторного комплекса на основе хлорида алюминия. Процесс проводят при следующих соотношениях бензол: альфа-олефины(0,65-0,80): 1 и хлорид алюминия:альфа-олефины(0,0055-0,0110):1. 1 табл.

Изобретение относится к получению синтетических моторных смазочных масел, конкретно к способам получения основы всесезонного низкозастывающего моторного масла с кинематической вязкостью 6-7 мм²/с при 100^оС.

Согласно требованиям, предъявляемым моторостроительной промышленностью, такое масло должно обладать специфическим комплексом вязкостно-температурных свойств, к которым относятся: - кинематическая вязкость при 100^оС 6-7 мм²/с, индекс вязкости не ниже 125, температура застывания не выше -55^оС, температура вспышки, определяемая в открытом тигле, не ниже 200^оС.

Известен способ получения основы синтетических масел, который включает 4 стадии: 1) контактирование 1-15 молей ароматического углеводорода (бензола, толуола, ксилола, этилбензола) с 1 молем моноолефина С₆-С₁₈ нормального строения в присутствии 1-30 молей HF при температуре 5-100^оС; 2) выделения смеси моноалкилароматических углеводородов с алкильными радикалами С₆-С₁₈; 3) контактирование 1-10 молей моноалкилароматических углеводородов с 1 молем моноолефинов С₆-С₁₈ в присутствии 2-10 молей AlCl₃ или AlBr₃ при температуре 60-90 град.С; 4) выделение диалкилароматических углеводородов, применяемых в качестве основы синтетического масла, из реакционной смеси. Индекс вязкости полученной основы - 108, вязкость при 99 град. С - 4,2, температура застывания -60 град С [1].

Наиболее близким является способ получения основы синтетического моторного масла с кинематической вязкостью при 100 град С 7,87 мм²/с путем алкилирования бензола фракцией α -олефинов с температурой кипения 180-240^оС [2]. Процесс проводят в периодическом реакторе при температуре 50^оС при молярном отношении бензол: фракция α -олефинов=1:1 и AlCl₃: α -олефины=0,025: 1. Выход масла в указанных условиях составляет 54%. Полученное масло имеет следующие характеристики: индекс вязкости 117, температура застывания минус 50^оС, вязкость кинематическая при 100^оС 7,87 мм²/с.

Однако, в описанном способе не получается основа с тем заданным комплексом свойств, которым должна обладать основа всесезонного низкозастывающего синтетического масла, так как описано.

Сущностью изобретения является способ получения основы низкозастывающего синтетического моторного масла путем алкилирования бензола α -олефинами при 40-60 град. С в присутствии катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия, при этом в качестве α -олефинов используют фракцию α -олефинов С₈-С₁₀, при мольном соотношении бензол: α -олефины=0,65-0,8:1 и AlCl₃: α -олефины= 0,0055-0,011: 1. При проведении процесса в заявляемых условиях удается получить масло с заданным комплексом следующих свойств: вязкость кинематическая при 100^оС - 6-7 мм²/с, индекс вязкости, не ниже 125, температура застывания не выше минус 55^оС, температура вспышки, определяемая в открытом тигле, не ниже 200^оС.

Использование в качестве алкилирующего агента фракции α -олефинов С₈-С₁₀ и проведение процесса при заданных молярных соотношениях бензол: α -олефины= 0,65-0,8: 1 и AlCl₃: α -олефины=0,0055-0,011:1, что является отличительными признаками изобретения, удается получить основу масла с заданным комплексом свойств, чего невозможно достичь проводя процесс в известных условиях.

Алкилирование бензола α -олефинами проводят в системе, состоящей из двух последовательно расположенных реакторов, объемом по 0,22 л и снабженных перемешивающими устройствами, средствами для измерения и регулирования температуры. Температуру в обоих реакторах поддерживают в пределах 47 ± 3^оС. Время контакта в двух реакторах 60 мин.

Вместе с сырьем в первый реактор непрерывно подают катализаторный комплекс на основе хлорида алюминия. Его готовят по известной методике следующим образом.

Толуол, хлористый алюминий и воду, взятые в молярном соотношении 1: 0,31: 0,0585, перемешивают при 60-65^оС в течение 20 минут под азотной подушкой.

Продукты реакции, выходящие из второго реактора, последовательно промывают 10%-ным раствором щелочи и водой для удаления катализатора, затем их подвергают ректификации при атмосферном давлении для выделения непрореагировавших бензола и олефинов. Из остатка после отгонки бензола и олефинов при остаточном давлении 3 мм рт.ст. отгоняют фракцию моноалкилбензолов. Остаток представляет собой целевой продукт.

П р и м е р 1. В первый реактор непрерывно подают 231 г/ч фракции α -олефинов С₉-С₁₀, со средней мол.м. 125,5 и 104,05 г/ч бензола.

Молярное соотношение бензол: α -олефины 0,725:1. Вместе с сырьем в первый реактор подают 3,8 г/ч катализаторного комплекса, содержащего 35 мас.% AlCl₃. Молярное отношение AlCl₃: олефины 0,0055:1. За время опыта (180 мин) в реактор подают 693 г олефинов, 312,15 г бензола и 11,4 г катализаторного комплекса. Из остатка после отгонки бензола и олефинов в количестве 880 г отгоняют 156,2 г фракции моноалкилбензолов со средней мол.м. 210. Степень превращения бензола - 61,4%, олефина - 99%. Остаток составляет 723,8 г и представляет собой целевой продукт. Выход 105 мас.% на исходные олефины. Характеристика целевого продукта: кинематическая вязкость при 100 мм²/с - 6,5, индекс вязкости - 127, температура застывания - минус 57^оС, температура вспышки в открытом тигле 203^оС.

Примеры 2-5 осуществлялись аналогично описанному в примере 1. Условия проведения опытов и характеристики полученных целевых продуктов приводятся в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВЫ НИЗКОЗАСТЫВАЮЩЕГО СИНТЕТИЧЕСКОГО МОТОРНОГО МАСЛА путем алкилирования бензола α -олефинами при повышенной температуре в присутствии катализаторного комплекса на основе хлорида алюминия, отличающийся тем, что в качестве α -олефинов используют С₈ - С₁₀-фракцию α -олефинов и процесс проводят при молярных соотношениях бензол : α -олефины 0,65 - 0,80 : 1 и хлорид алюминия : α -олефины 0,0055 - 0,0110 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1